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1、 电工基础 课件 制作者 汪义兰 第一章电路的基本概念和基本定律 第一节电路和电路模型 第二节电路的基本物理量 第一节电路和电路模型 一 电路的组成 1 学生列举一些日常生活中常见的电路 2 电路的三部分组成 电源 信号源 供给电路电能 电信号 负载 接受电能或电信号 中间部分 控制及连接部分 如导线 开关等 3 电路的基本作用 1 实现电能的传输与转换 2 传递和处理信号 二 电路模型 1 引入电路模型的原因 我们在研究和分析一个实际电路时 对于一些与研究无关的因素我们无需考虑 比如负载电源的形状 大小等等 只考虑其电特性就可以 这样我们在画一个电路图时无需把实物的形状画出 可将电源负载等简
2、单化 理想化 2 其中各部分的理想化模型如图所示 电阻 电容 电感 3 电路模型 由理想化元件构成的电路 三 电路的工作状态 电路有三种工作状态如下图所示 a 电源与负载构成闭合回路 电源处于有载工作状态 电路中有电流流过 b 当a b两点间用导线相连时 称电阻R1被短路 a b间导线称为短路线 短路线中的电流叫短路电流 注 短路可分为有用短路和故障短路 故障短路往往会造成电路中电流过大 使电路无法正常工作 严重的会产生事故 c 开关S断开或电路中某处断开 切断的电路中没有电流流过 此时的电路称为开路 开路又叫断路 断开的两点间的电压称为开路电压 注 开路也分为正常开路和故障开路 如不需要电路
3、工作时 把电源开关打开为正常开路 而灯丝烧断 导线断裂产生的开路为故障开路 它使电路不能正常工作 第二节电路的基本物理量 一 电流 1 定义 电荷的定向运动 2 电流是一个矢量既有大小又有方向 方向 正电荷运动的方向 大小 用电流强度来表示 电流强度是指单位时间内通过导体横截面的电荷量 电流强度习惯上又常被简称为电流 3 根据电流的大小和方向随时间变化情况 电流的分类 电流 恒定电流 稳恒电流 时变电流 脉动电流 变动电流 非周期性变动电流 周期性变动电流 非交变电流 交变电流 非正弦交流电 正弦交流电 恒定电流 大小和方向都不随时间变化的电流 简称直流 简写作 DC 用 I 表示 时变电流
4、大小和方向或两者之一 随时间变化的电流称为时变电流 用 i 表示 脉动电流 方向不变 但大小随时间变化的电流 称为脉动电流 变动电流 大小和方向均随时间变化的电流 称为变动电流 周期性变动电流 每隔一段时间 总是重复前面的变化的变动电流 称为周期性变动电流 交变电流 在一个周期内 电流平均值为零的周期性变动电流称为交变电流 简称交流 简写作 AC 正弦交流电 按正弦规律变化的交变电流 称为正弦交电 4 电流的计算公式 直流的计算公式 交流的计算公式 5 电流的单位 安培 A 国际单位制 1安培表示1秒内通过截面的电荷量为1库仑 常用单位还有千安kA 毫安mA 微安 A 6 参考方向的引入 在分
5、析电路时 对复杂电路中某一段电路里电流的实际方向有时很难确定 而且有时电流的实际方向还在不断地改变 因此在电路中很难标明电流的实际方向 为了解决这样的困难 引入了电流的 参考方向 这一概念 参考方向 在一段电路或一个电路元件中事先选定一个方向 这个选定的电流方向就叫做电流的参考方向 7 电流参考方向的表示 1 用实线箭头表示 A B 2 双下标表示 如iAB 其参考方向是由A指向B 注 1 电流参考方向可以任意选定 2 参考方向一经选定 在电路分析和计算过程中 不能随意更改 3 所选定的电流参考方向并不一定就是电流的实际方向 8 参考方向与实际方向的关系规定 若一致 则电流值为正 即i 0 若
6、相反 则电流值为负 即i 0 即可以在选定的电流的参考方向下 据电流的正负来确定出某一时刻电流的实际方向 二 电压和电位 一 电压 1 常用电压的分类 直流电压 用U表示 交流电压 用u表示 2 电压的大小 电路中任意A B两点间的电压 在数值上等于电场力将单位正电荷从A点移动到B点所做的功 电压定义式 A B两点间的直流电压表示为 交流电压表示为 4 电压的单位 在国际单位制中 电压的单位是伏特 V 物理意义 当电场力将1库仑 C 的电荷量从一点移动到另一点所作的功为1焦耳 J 时 则该两点间的电压为1伏特 V 电压的单位还有千伏 KV 毫伏 mV 和微伏 V 5 电压的参考方向用实线箭头或
7、双下标表示 3 电压的实际方向定义为正电荷在电场中受电场力作用 电场力作正功时 移动的方向 6 电压的参考方向与实际方向的关系 一致时 电压值为正值 即u 0 相反时 电压值为负值 即u 0 如图所示 二 电位 1 电位的定义 在电路中任选一点为参考点 则某点到参考点的电压就叫做这一点 相对与参考点 的电位 2 电位的表示 参考点在电路图中用符号 表示 3 电位与电压的关系 两点间的电压就是该两点电位之差 电压的实际方向是由高电位点指向低电位点 有时也将电压称为电压降 4 引入电位后电压的参考方向的另一种表示方法 可以用 参考极性 的标注方法来表示 即在电路或元件两端标以 符号 号表示假设的高电位端 号表示假设的低电位端 由 号指向 号的方向就是选定的电压参考方向 2 参考点一经选定 在电路分析和计算过程中 不能随意更改 注 1 电路中各点的电位值与参考点的选择有关 当所选的参考点变动时 各点的电位值将随之变动 3 在电路中不指定参考点而谈论各点的电位值是没有意义的 4 习惯上认为参考点自身的电位为零 即 O 0 所以参考点也叫零电位点 5 在电子线路中一般选择元件的汇集处 而且常常是电源的一个极作为参考点 6 在工程技术中则选择大地 机壳等作为参考点
